CN112223313B - 一种履带式爬绳机器人的工作方法 - Google Patents

Abstract

一种履带式爬绳机器人的工作方法，所述履带式爬绳机器人包括主体、上板、下板、绳索、电源、电机、爬绳装置、升降压紧装置、导向装置、制动装置、检测装置、控制器；其中所述控制器设置在所述上板的上方；所述爬绳装置包括上履带、下履带、主动齿轮、从动压紧轮；所述升降压紧装置包括升降平台、液压杆、连杆组件、底座、所述连杆组件包括铰接杆、滑动杆，所述升降平台上设有凹槽；所述导向装置包括导向辊、导向支架、悬空辊、长板、短板；所述工作方法包括：装卸货方法、压紧调节方法、预警制动方法。

Description

一种履带式爬绳机器人的工作方法

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种履带式爬绳机器人的工作方法。

背景技术

我国的丘陵约有100万平方公里，占全国总面积的十分之一，丘陵地区的经济总量，在我国的主要工业产值占有重要的位置，比如粮油产品和牲畜产品的产量在我国经济总量中占有特殊的位置。经济的发展离不开运输业的发展，运输业的发展取决于运输方式和运输设备的好坏，尤其对载体经济的初次运输极大依赖运输设备，因此促进经济发展需要适当的运输设备。目前丘陵地区有两种运输装备类型对于复杂地形和曲折路段的货物进行运输，一种是传统运输装备；另一种是较为新型的运输装备，就是根据丘陵的地形改变运输方式来进行运输。传统运输方式主要是通过人来驾驶传统的运输机器和使用畜力以及改变丘陵的一些地带来进行运输；传统运输方式需要大量的人力和物力去克服自然地形带来的阻力，且许多丘陵地带地势陡峭复杂，机器无法开进，道路也不易开辟，多数路段只能容纳一人通过，需要劳动人员多次运输，此运输方式工作效率低，成本高且无法保障工作人员的安全。新型的运输装备主要是根据丘陵的地形选择性的采用索道或轨道来进行运输，索道运输主要用于丘陵坡度降度稍大的种植区，通过定距离的打桩和架缆索，一般运用重力作为动力对果品进行运输，一定程度上节省了人力物力，提高了运输效率，但没有自锁装置和动力系统，下坡运输的时候会存在速度过快，运输时的稳定性很差，久而久之运输的篮子对缆索的磨损较大，缆索存在断裂的风险，因此维修成本较高且安全系数较低。轨道运输主要是在较为宽敞的丘陵地带对当地不平整的道路进行修整使其能铺设轨道，人驾驶专门的轨道机器进行运输，此运输方式提高了运输效率，但道路整改和铺设轨道需要大量的成本且对当地的地形地貌破坏较大，受地理环境影响较大。

而在实际使用中，存在以下问题：

1、现有技术的爬绳机器人，只有爬绳的功能，而缺乏对夹持绳的调节手段。

2、现有技术的爬绳机器人，只考虑了夹持原理，而没有考虑夹持过程中的夹持稳定性问题。

3、现有技术的爬绳机器人，或许考虑到了多功能设计，但多功能设计结构复杂，难以实现零部件的简单化。

4、现有技术的爬绳机器人，或许有多功能设计，但多种功能模块之间相互独立，缺乏功能、结构的配合。

5、现有技术的导向结构，往往是两个相同的辊子夹持绳进行导向，而从来没有考虑到如何提高导向效果、减少传动阻力。

6、现有技术的摄像检测装置，往往设有检测平台，但检测平台往往结构粗大笨重。

7、现有技术的夹持设备，同轴夹持较为常见，但功能单一、不能实现夹持位置的变化。

8、现有技术的制动技术，传动过程中突然制动，容易发生侧翻。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提出同时解决上述多种问题的方案。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种履带式爬绳机器人的工作方法，所述履带式爬绳机器人包括主体、上板、下板、绳索、电源、电机、爬绳装置、升降压紧装置、导向装置、制动装置、检测装置、控制器；其中所述控制器设置在所述上板的上方；所述爬绳装置包括上履带、下履带、主动齿轮、从动压紧轮；所述升降压紧装置包括升降平台、液压杆、连杆组件、底座、所述连杆组件包括铰接杆、滑动杆，所述升降平台上设有凹槽；所述导向装置包括导向辊、导向支架、悬空辊、长板、短板；所述制动装置包括制动牵引杆、驱动件、制动环板、夹持件；所述检测装置包括支撑杆、摄像头、弯折板、三维杆、托环；所述工作方法包括：装卸货方法、压紧调节方法、预警制动方法；

所述装卸货方法包括：所述下板下方设有连接件，上货时将连接件与果篮连接，卸货时将连接件与果篮断开连接；

所述上板和下板均延伸出主体的范围，所述主体内部设有所述电机，所述上板上方设有所述电源，所述主体左右两侧设有所述爬绳装置，所述爬绳装置前后均设有导向装置与制动装置；两个制动装置通过夹持件分别连接在上板或下板上，所述导向装置通过所述导向支架固定在所述下板上，所述下板的下方设有所述升降压紧装置；上履带与下履带内均设有所述主动齿轮与所述从动压紧轮；上履带与下履带中间布置所述绳索；

所述长板与所述短板固定在所述导向支架上，所述长板的长度大于所述短板的长度，所述长板位于所述短板的上方，所述导向辊的两端分别连接所述长板与所述短板，所述悬空辊的一端连接所述长板，另一端悬空；

所述支撑杆的一端连接在所述长板上方，所述支撑杆的另一端连接所述弯折板，所述弯折板上连接有所述三维杆与所述摄像头，所述三维杆包括X向杆、Y向杆、Z向杆，所述X向杆下方连接所述托环，托环的位置对应在所述摄像头的下方；

所述升降压紧装置通过外壳固定在所述下板的下方，所述底座固定在所述外壳内，所述液压杆位于所述连杆组件的内部，所述升降平台位于所述液压杆与连杆组件的上方，所述凹槽的数量与从动压紧轮的数量对应，所述底座上设有折边；

所述夹持件连接所述驱动件，所述驱动件驱动所述制动牵引杆移动，所述制动牵引杆包括直杆与斜杆，所述斜杆下方连接所述制动环板；

所述压紧调节方法包括：上货完成后，无线控制所述电机输出动力至所述主动齿轮，所述主动齿轮旋转从而带动所述上履带和所述下履带转动；同时所述液压杆推动所述连杆组件与所述升降平台运动，从而升降平台驱动与从动压紧轮连接的从动轮轴运动，进而使得从动压紧轮运动以将下履带压紧到绳索上；

所述预警制动方法包括：当检测装置检测到出现问题，制动装置启动，使制动环板压紧绳索；当电机突然失效，制动装置启动，使制动环板压紧绳索，同时所述控制器传递信号给远程控制端，且设置在下板上的报警指示灯亮起进行预警。

进一步的，所述上板上设置有镂空结构。

进一步的，所述镂空结构倾斜设置。

进一步的，所述下板下方设有滑轮。

进一步的，所述升降平台上还设有摩擦线。

进一步的，所述摩擦线沿着绳索的方向延伸。

进一步的，所述驱动件为液压驱动件。

进一步的，所述驱动件为电磁驱动件。

进一步的，所述直杆与斜杆之间设有肋板。

进一步的，所述弯折板包括相互垂直的两块板。

本发明的有益效果是：

与现有的运输机器和爬绳机器人相比，本发明采用以履带式爬绳装置为主体的爬绳运输机器人；采用履带式爬绳运动的方式使得运输机器人在运输下降上升的过程中更加稳定牢固; 从动压紧轮在从动轮轴上，将下履带压紧到绳索上，防止绳索打滑；采用检测装置与控制器相联合，能够精确的记录运输机器人的运动状况以及绳索状况；采用电磁制动装置，防止运输机器人因故障，或者速度过快无法减速导致机器损坏，加强了运输机器人在运输过程中的安全性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明所述的履带式爬绳机器人的整体工作示意图之一。

图2是本发明所述的履带式爬绳机器人的整体结构示意图。

图3是本发明所述的履带式爬绳机器人的升降压紧装置所在位置示意图。

图4是本发明所述的履带式爬绳机器人的导向装置的结构示意图。

图5是本发明所述的履带式爬绳机器人的检测装置结构示意图。

图6是本发明所述的履带式爬绳机器人的升降压紧装置的示意图。

图7是本发明所述的履带式爬绳机器人的制动装置的示意图。

图8是本发明所述的履带式爬绳机器人与基塔配合关系图

图中附图标记如下:

上板1、电源2、电机3、爬绳装置4、上履带41、下履带42、主动齿轮43、从动压紧轮44、升降压紧装置5、升降平台51、连杆组件52、液压杆53、底座54、铰接杆55、滑动杆56、凹槽57、折边58、导向装置6、导向辊61、导向支架62、悬空辊63、长板64、短板65、制动装置7、制动牵引杆71、驱动件72、制动环板73、夹持件74、检测装置8、支撑杆81、摄像头82、弯折板83、三维杆84、托环85、控制器9、绳索10、果篮11、基塔12、下板13。

具体实施方式

本申请发明点包括：

1、针对背景技术提出的第1点，采用了对履带的夹持设备，使得履带传动时，对绳的夹持效果可以调节。

2、针对背景技术提出的第2点，设计了夹持凹槽与摩擦线，实现了夹持过程中夹持平台与从动压紧轮的形状配合、增加了夹持的稳定性。

3、针对背景技术提出的第3点，以上板和下板为基准，制动装置夹持在上板上，导向装置支撑在下板上，以上板和下板就实现了对中性能以及支架性能，大大简化了零部件的结构，不用设计复杂的支架结构。

4、针对背景技术提出的第4点，将导向装置与检测装置有机的结合起来，功能上的结合包括：由于距离接近、导向装置帮助检测装置实现稳定，结构上的结合包括：检测装置设置在导向装置上表面。

5、针对背景技术提出的第5点，设置了一个辊子固定、一个辊子悬空的结构，从而减少了悬空辊子对应的固定结构，减少了传动过程中的部件，从而减少了传动能量消耗。

6、针对背景技术提出的第6点，针对绳子轻质的特质，设计了三维杆形的支架与托环，从而实现了支撑平台的轻质化，X向杆比托环高的位置一定程度上可以对绳索进行限位。

7、针对背景技术提出的第7点，采用了驱动轴与夹持位置错位的结构，实现了异轴夹持。

8、针对背景技术提出的第8点，采用了制动装置与升降压紧装置的配合联动，从而即使突然制动，也会有压紧装置压紧绳索。

注：上述设计不分先后，每一条都使得本发明相对现有技术具有区别和显著的进步。

技术方案细节如下：

如图所示：一种履带式爬绳机器人的工作方法，所述履带式爬绳机器人包括主体、上板、下板、绳索、电源、电机、爬绳装置、升降压紧装置、导向装置、制动装置、检测装置、控制器；其中所述控制器设置在所述上板的上方；所述爬绳装置包括上履带、下履带、主动齿轮、从动压紧轮；所述升降压紧装置包括升降平台、液压杆、连杆组件、底座、所述连杆组件包括铰接杆、滑动杆，所述升降平台上设有凹槽；所述导向装置包括导向辊、导向支架、悬空辊、长板、短板；所述制动装置包括制动牵引杆、驱动件、制动环板、夹持件；所述检测装置包括支撑杆、摄像头、弯折板、三维杆、托环；所述工作方法包括：装卸货方法、压紧调节方法、预警制动方法；

所述装卸货方法包括：所述下板下方设有连接件，上货时将连接件与果篮连接，卸货时将连接件与果篮断开连接；

所述上板和下板均延伸出主体的范围，所述主体内部设有所述电机，所述上板上方设有所述电源，所述主体左右两侧设有所述爬绳装置，所述爬绳装置前后均设有导向装置与制动装置；两个制动装置通过夹持件分别连接在上板或下板上，所述导向装置通过所述导向支架固定在所述下板上，所述下板的下方设有所述升降压紧装置；上履带与下履带内均设有所述主动齿轮与所述从动压紧轮；上履带与下履带中间布置所述绳索；

如图所示：所述长板与所述短板固定在所述导向支架上，所述长板的长度大于所述短板的长度，所述长板位于所述短板的上方，所述导向辊的两端分别连接所述长板与所述短板，所述悬空辊的一端连接所述长板，另一端悬空；

所述支撑杆的一端连接在所述长板上方，所述支撑杆的另一端连接所述弯折板，所述弯折板上连接有所述三维杆与所述摄像头，所述三维杆包括X向杆、Y向杆、Z向杆，所述X向杆下方连接所述托环，托环的位置对应在所述摄像头的下方；

所述升降压紧装置通过外壳固定在所述下板的下方，所述底座固定在所述外壳内，所述液压杆位于所述连杆组件的内部，所述升降平台位于所述液压杆与连杆组件的上方，所述凹槽的数量与从动压紧轮的数量对应，所述底座上设有折边；

所述夹持件连接所述驱动件，所述驱动件驱动所述制动牵引杆移动，所述制动牵引杆包括直杆与斜杆，所述斜杆下方连接所述制动环板；

所述压紧调节方法包括：上货完成后，无线控制所述电机输出动力至所述主动齿轮，所述主动齿轮旋转从而带动所述上履带和所述下履带转动；同时所述液压杆推动所述连杆组件与所述升降平台运动，从而升降平台驱动与从动压紧轮连接的从动轮轴运动，进而使得从动压紧轮运动以将下履带压紧到绳索上；

所述预警制动方法包括：当检测装置检测到出现问题，制动装置启动，使制动环板压紧绳索；当电机突然失效，制动装置启动，使制动环板压紧绳索，同时所述控制器传递信号给远程控制端，且设置在下板上的报警指示灯亮起进行预警。

如图所示：所述上板上设置有镂空结构。所述镂空结构倾斜设置。所述下板下方设有滑轮。所述升降平台上还设有摩擦线。所述摩擦线沿着绳索的方向延伸。所述驱动件为液压驱动件。所述驱动件为电磁驱动件。所述直杆与斜杆之间设有肋板。所述弯折板包括相互垂直的两块板。

爬绳机器人与果篮和基塔配合，所述基塔包括：脚手架、翼台、支撑台、拱架，脚手架上方设有所述翼台，所述翼台上方设有所述支撑台，所述支撑台与所述拱架连接，所述拱架由四根拱形杆组成，所述脚手架数量为二，所述翼台数量为二，所述支撑台数量为二，所述脚手架与所述翼台之间还连接有加强肋。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.一种履带式爬绳机器人的工作方法，其特征在于：所述履带式爬绳机器人包括主体、上板、下板、绳索、电源、电机、爬绳装置、升降压紧装置、导向装置、制动装置、检测装置、控制器；其中所述控制器设置在所述上板的上方；所述爬绳装置包括上履带、下履带、主动齿轮、从动压紧轮；所述升降压紧装置包括升降平台、液压杆、连杆组件、底座、所述连杆组件包括铰接杆、滑动杆，所述升降平台上设有凹槽；所述导向装置包括导向辊、导向支架、悬空辊、长板、短板；所述制动装置包括制动牵引杆、驱动件、制动环板、夹持件；所述检测装置包括支撑杆、摄像头、弯折板、三维杆、托环；所述工作方法包括：装卸货方法、压紧调节方法、预警制动方法；

所述装卸货方法包括：所述下板下方设有连接件，上货时将连接件与果篮连接，卸货时将连接件与果篮断开连接；

所述上板和下板均延伸出主体的范围，所述主体内部设有所述电机，所述上板上方设有所述电源，所述主体左右两侧设有所述爬绳装置，所述爬绳装置前后均设有导向装置与制动装置；两个制动装置通过夹持件分别连接在上板或下板上，所述导向装置通过所述导向支架固定在所述下板上，所述下板的下方设有所述升降压紧装置；上履带与下履带内均设有所述主动齿轮与所述从动压紧轮；上履带与下履带中间布置所述绳索；

所述长板与所述短板固定在所述导向支架上，所述长板的长度大于所述短板的长度，所述长板位于所述短板的上方，所述导向辊的两端分别连接所述长板与所述短板，所述悬空辊的一端连接所述长板，另一端悬空；

所述支撑杆的一端连接在所述长板上方，所述支撑杆的另一端连接所述弯折板，所述弯折板上连接有所述三维杆与所述摄像头，所述三维杆包括X向杆、Y向杆、Z向杆，所述X向杆下方连接所述托环，托环的位置对应在所述摄像头的下方；

所述升降压紧装置通过外壳固定在所述下板的下方，所述底座固定在所述外壳内，所述液压杆位于所述连杆组件的内部，所述升降平台位于所述液压杆与连杆组件的上方，所述凹槽的数量与从动压紧轮的数量对应，所述底座上设有折边；

所述夹持件连接所述驱动件，所述驱动件驱动所述制动牵引杆移动，所述制动牵引杆包括直杆与斜杆，所述斜杆下方连接所述制动环板；

所述压紧调节方法包括：上货完成后，无线控制所述电机输出动力至所述主动齿轮，所述主动齿轮旋转从而带动所述上履带和所述下履带转动；同时所述液压杆推动所述连杆组件与所述升降平台运动，从而升降平台驱动与从动压紧轮连接的从动轮轴运动，进而使得从动压紧轮运动以将下履带压紧到绳索上；

所述预警制动方法包括：当检测装置检测到出现问题，制动装置启动，使制动环板压紧绳索；当电机突然失效，制动装置启动，使制动环板压紧绳索，同时所述控制器传递信号给远程控制端，且设置在下板上的报警指示灯亮起进行预警。

2.根据权利要求1所述的一种履带式爬绳机器人的工作方法，其特征在于：所述上板上设置有镂空结构。

3.根据权利要求2所述的一种履带式爬绳机器人的工作方法，其特征在于：所述镂空结构倾斜设置。

4.根据权利要求1所述的一种履带式爬绳机器人的工作方法，其特征在于：所述下板下方设有滑轮。

5.根据权利要求1所述的一种履带式爬绳机器人的工作方法，其特征在于：所述升降平台上还设有摩擦线。

6.根据权利要求5所述的一种履带式爬绳机器人的工作方法，其特征在于：所述摩擦线沿着绳索的方向延伸。

7.根据权利要求1所述的一种履带式爬绳机器人的工作方法，其特征在于：所述驱动件为液压驱动件。

8.根据权利要求1所述的一种履带式爬绳机器人的工作方法，其特征在于：所述驱动件为电磁驱动件。

9.根据权利要求1所述的一种履带式爬绳机器人的工作方法，其特征在于：所述直杆与斜杆之间设有肋板。

10.根据权利要求1所述的一种履带式爬绳机器人的工作方法，其特征在于：所述弯折板包括相互垂直的两块板。

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